第一篇：實驗基爾霍夫定律疊加原理的驗證

實驗基爾霍夫定律及疊加原理的驗證

一．實驗目的1．驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。

2．學會用電流插頭、插座測量各支路電流的方法。

3．驗證線性電路疊加原理的正確性，從而加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。

二．實驗原理

基爾霍夫定律是電路的基本定律,測量某電路的各支路電流及多個元件兩端的電壓，應能分別滿足基爾霍夫電流定律和電壓定律。即對電路中的任一個節(jié)點而言,應有∑I＝0；對任何一個閉合回路而言，應有∑U＝0。

運用上述定律時必須注意電流的正方向，此方向可預先任意設定。

疊加原理指出：在有幾個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個獨立源單獨作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

線性電路的齊次性是指當激勵信號（某獨立源的值）增加或減?。吮稌r，電路的響應（即在電路其他各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減?。吮?。

三．實驗設備

1．直流電壓表0～20Ｖ

2．直流毫安表

3．恒壓源（+6V，+12V，0～30V）

4．實驗線路板

四．實驗電路

基爾霍夫定律實驗線路如圖2—1所示

疊加原理實驗線路如圖2-2所示。

五．實驗內容

基爾霍夫定律

1．實驗前先任意設定三條支路的電流參考方向，如圖中的I1、I2、I3所示，并熟悉線路

結構，掌握各開關的操作使用方法。

2．分別將E1、E2兩路直流穩(wěn)壓源（E1為+6V，+12V切換電源，E2接0～30V可調直流穩(wěn)壓源）接入電路，令E1＝6V，E2＝12V。

3．熟悉電源插頭的結構，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“＋、－”兩端。

4．將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，讀出并記錄電流值。5．用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記入

數(shù)據(jù)表2-1中

疊加原理

1．E1為+6V、+12V切換電源，取E1=+12V，E2為可調直流穩(wěn)壓電源調至+6V； 2．令E1電源單獨作用時（將開關K1投向E1側，開關K2投向短路側），用直流電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，3．令Ｅ2電源單獨作用時（將開關K1投向短路側，開關Ｋ2投向Ｅ２側），重復實驗步驟２的測量和記錄。

4．令Ｅ1和Ｅ2共同作用時（開關Ｋ1和Ｋ2分別投向Ｅ1和Ｅ2側），重復上述的測量和記錄。

5．將Ｅ2的數(shù)值調至＋12Ｖ，重復上述3項的測量并記錄。

數(shù)據(jù)記入表格2—2。表2—

2六．實驗注意事項

1．所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準，不以電源表盤 指示值為測量的電壓值。

2．防止電源兩端碰線短路。

3．若用指針式電流表進行測量時，要識別電流插頭所接電流表的“＋、－”極性，倘若不換接極性，則電表指針可能反偏（電流為負值時），此時必須調換電流表極性，重新測量，此時指針正偏，但讀得的電流值必須冠以負號。

4．用電流表測量各支路電流時，應注意儀表的極性及數(shù)據(jù)表格中“＋、－”號的記錄。5．注意儀表量程的及時更換。

七．預習思考題

1．根據(jù)圖1-1的電路參數(shù)，計算出待測的電流I1、I2和I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實驗測量時，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。

2．實驗中，若用萬用表直流毫安檔測各支路電流,什么情況下可能出現(xiàn)毫安表指針反偏，應如何處理，在記錄數(shù)據(jù)時應注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進行測量時，則會有什么顯示

3．疊加原理中E1、E2分別單獨作用，在實驗中應如何操作？可否直接將不作用的電源（E1或E2）置零（短接）？

4．實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？

八．實驗報告

1．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一個節(jié)點，驗證KCL的正確性。2．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一個閉合回路，驗證KVL的正 確性。

3．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，進行分析、比較、歸納、總結實驗結論，即驗證線性電路的疊加性與齊次性。

4．各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？試用上述實驗數(shù)據(jù)，進行計算并作結論。

5．通過實驗步驟6及分析數(shù)據(jù)表格1-3，你能得出什么樣的結論？ 6．誤差原因分析。心得體會及其他

第二篇：實驗一基爾霍夫定律與疊加原理的驗證

實驗一 基爾霍夫定律與疊加原理的驗證

一、實驗目的1.驗證基爾霍夫定律和疊加定理的正確性，加深對基爾霍夫定律和疊加定理的理解。

2.學會用電流插頭、插座測量各支路電流。

二、原理說明

基爾霍夫定律是電路的基本定律。測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓，應能分別滿足基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）。即對電路中的任一個節(jié)點而言，應有ΣI＝0；對任何一個閉合回路而言，應有ΣU＝0。

疊加原理指出：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個獨立源單獨作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

線性電路的齊次性是指當激勵信號（某獨立源的值）增加或減小K 倍時，電路的響應（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。

運用上述定律原理時必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預先任意設定。

三、實驗內容

（一）基爾霍夫定律的驗證

(a)DGJ-

2(b)TX型設備實驗電路圖

型設備實驗電路圖

圖2-1驗證基爾霍夫定律和疊加定理實驗電路圖

DGJ-2型設備實驗線路如圖2-1(a),用DGJ-03掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”線路。TX型設備實驗線路如圖2-1(b),需要自行連接電路。

1.實驗前先任意設定三條支路和三個閉合回路的電流正方向。圖2-1中的I1、I2、I3的方向已設定。三個閉合回路的電流正方向可設為ADEFA、BADCB和FBCEF。

2.分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U1＝12V，U2＝6V。

3.熟悉電流插頭的結構，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“＋、－”兩端。4.將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，讀出并記錄電流值。

（二）疊加定理的驗證

DGJ-2型設備實驗線路如圖2-1(a),用DGJ-03掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”線路。TX型設備實驗線路如圖2-1(b),需要自行連接電路。

1.將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調節(jié)為12V和6V，接入U1和U2處。

2.令U1電源單獨作用（將開關K1投向U1側，開關K2投向短路側）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表2-1。

3.令U2電源單獨作用（將開關K1投向短路側，開關K2投向U2側），重復實驗步驟2的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表2-1。

4.令U1和U2共同作用（開關K1和K2分別投向U1和U2側），重復上述的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表2-1。

5.將U2的數(shù)值調至＋12V，重復上述第3項的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表2-1。

五、實驗注意事項

1．所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準。U1、U2也需測量，不應取電源本身的顯示值。

2.防止穩(wěn)壓電源兩個輸出端碰線短路。

3.用指針式電壓表或電流表測量電壓或電流時，如果儀表指針反偏，則必須調換儀表極性，重新測量。此時指針正偏，可讀得電壓或電流值。若用數(shù)顯電壓表或電流表測量，則可直接讀出電壓或電流值。但應注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負號應根據(jù)設定的電流參考方向來判斷。

六、預習思考題

1.根據(jù)圖2-1的電路參數(shù)，計算出待測的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實驗測量時，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。

2.實驗中，若用指針式萬用表直流毫安檔測各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)指針反偏，應如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時應注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進行測量時，則會有什么顯示呢？

3.在疊加原理實驗中，要令U1、U2分別單獨作用，應如何操作？可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？

4.實驗電路中，若添加一個二極管，試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？

七、實驗報告

1.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定節(jié)點A，驗證KCL的正確性。

2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一個閉合回路，驗證KVL的正確性。3.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，進行分析、比較，歸納、總結實驗結論，即驗證線性電路的疊加性與齊次性。

4.各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？ 試用上述實驗數(shù)據(jù)，進行計算并作結論。

5.通過實驗步驟6及分析表格2-2的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結論？心得體會及其他。

實驗二 日光燈電路及功率因數(shù)的提高

一、實驗目的1．研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關系。2.掌握日光燈線路的接線。

3.理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。

二、原理說明圖6-1RC串聯(lián)電路

1.在單相正弦交流電路中，用交流電流表測得 各支路的電流值，用交流電壓表測得回路各元件兩 端的電壓值，它們之間的關系滿足相量形式的基爾 霍夫定律，即ΣI＝0和ΣU＝0。

2.圖6-1所示的RC串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信 R阻值改變時，UR的相量軌跡是一個半園。U、UC與UR三者形成一個直角形的電壓三 角形，如圖6-2所示。R值改變時，可改 變φ角的大小，從而達到移相的目的。

3.日光燈線路如圖6-3所示，圖中 A

是日光燈管，L 是鎮(zhèn)流器，S是啟輝器，圖6-3 日光燈線路原理圖

RUc

號U的激勵下，UR與UC保持有90o的相位差，即當圖6-2相量圖

C 是補償電容器，用以改善電路的功率因數(shù)（cosφ值）。有關日光燈的工作原理請自行翻閱有關資料。

三、實驗設備

圖

四、實驗內容

經(jīng)指導教師檢查后，接通實驗臺電源，將自耦調壓器輸出(即U)調至220V。記錄U、UR、UC值，驗證電壓三角形關系。

1.按圖6-1 接線。R為220V、40W的白熾燈泡，電容器為4.7μF/450V。

2.圖6-4日光燈電路圖

按圖6-4接線。經(jīng)指導老師檢查后，接通實驗臺電源，將自耦調壓器的輸出調至220V，記錄功率表、電壓表讀數(shù)。通過一只電流表和三個電流插座分別測得三條支路的電流。改變

注：表中C0為功率因數(shù)最大時的電容值。

五、實驗注意事項

1.本實驗用交流市電220V，務必注意用電和人身安全。2.功率表要正確接入電路。

3.線路接線正確，日光燈不能啟輝時，應檢查啟輝器及其接觸是否良好。

六、預習思考題

1.參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。

2.在日常生活中，當日光燈上缺少了啟輝器時，人們常用一根導線將啟輝器的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點亮（DGJ-04實驗掛箱上有短接按鈕，可用它代替啟輝器做試驗。）；或用一只啟輝器去點亮多只同類型的日光燈，這是為什么？

3.為了改善電路的功率因數(shù)，常在感性負載上并聯(lián)電容器，此時增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時感性元件上的電流和功率是否改變？

4.提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法，而不用串聯(lián)法？所并的電容器是否越大越好？

七、實驗報告

1.完成數(shù)據(jù)表格中的計算，進行必要的誤差分析。

2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別繪出電壓、電流相量圖，驗證相量形式的基爾霍夫定律。3.討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。4.裝接日光燈線路的心得體會及其他。

第三篇：1實驗二疊加原理的驗證

實驗二疊加定理的驗證

一、實驗目的1． 驗證疊加定理。

2． 加深對電路的電流、電壓參考方向的理解。

3． 學習通用電工學實驗臺的使用方法。

4． 學習萬用表、電壓表、電流表的使用方法。

二、實驗儀器及元件

1．通用電學實驗臺1臺

2．數(shù)字萬用表UT61A1塊

3．電阻100Ω1支

220Ω1支

330Ω1支

三、實驗電路

疊加原理指出：在有幾個獨立電源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個獨立電源單獨作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。具體方法是：一個電源單獨作用時，其他的電源必須置為零（電壓源短路，電流源開路）；在求電流或電壓的代數(shù)和時，當電源單獨作用時電流或電壓的參考方向與共同作用時的參考方向一致時，符號取正，否則取負。

疊加原理反映了線性電路的疊加性，疊加性只適用于求解線性電路中的電流、電壓。對于非線性電路，疊加性不再適用。

在本實驗中，用直流穩(wěn)壓電源來近似模擬理想電壓源，由其產(chǎn)生的誤差可忽略不計，這是因為直流穩(wěn)壓電源的等效內阻很小。

+U-+U2-

圖1—1驗證疊加定理電路

四、實驗方法

1．首先粗調好直流穩(wěn)壓電源，使其兩路輸出U1、U2均在10V以下，最大不得超過14V。

2．按照實驗電路圖1—1接線，經(jīng)過老師檢查無誤后，方可開始實驗。

3．測量U1、U2兩個電源共同作用下的電路響應：

? 將電路中ef、gh、jk三處分別用短接線短接；

? 用萬用表測量電源U1、U2的準確電壓值；

? 用萬用表測量k、m兩點之間的電壓值，即R3支路的電壓響應Ukm；

? 斷開ef間的短接線，在ef之間接入直流電流表測量R1支路的電流響應I1； ? 同樣方法，再次測量R2、R3支路的電流響應I2和I3；

? 將實驗數(shù)據(jù)記錄入表1—1中。

4.測量電源U1單獨作用下的電路響應：

? 將電路中ef、gh、jk三處分別用短接線短接；

? 斷開電源U2，將c、d兩點用短接線短接；

? 用萬用表測量k、m兩點之間的電壓值，即R3支路的電壓響應Ukm；

? 斷開ef間的短接線，在ef之間接入直流電流表測量R1支路的電流響應I1； ? 同樣方法，再次測量R2、R3支路的電流響應I2和I3；

? 將實驗數(shù)據(jù)記錄入表1—1中。

5.測量電源U2單獨作用下的電路響應：斷開電源U1，接入U2，重復上一步驟測量。

五、注意事項

1．每次使用萬用表之前要檢驗其檔位是否正確，切不可用電流檔測量電壓，也不可帶電測量電阻。

2．要注意U1、U2單獨作用時，電路中電流I1、I2的實際流向。

3.某電源單獨作用時，注意“不作用”電源的處理方法。

六、實驗數(shù)據(jù)及分析

表1—

1七、回答問題

1．驗證疊加原理時，如果電源內阻不可忽略，實驗如何進行？

2．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，進行分析、比較，來驗證線性電路的疊加性，總結實驗結論。

3．在驗證疊加原理實驗數(shù)據(jù)中，各電阻器件所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？試用實驗數(shù)據(jù)進行計算并作說明。

第四篇：實驗一 基爾霍夫定律的驗證

實驗1.1 驗證基爾霍夫定律

一、實驗原理

1、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造也不能消失。

2、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失。

3、基本霍夫定律是電路的基本定律。（1）基本霍夫電流定律

對電路中任意節(jié)點，流入、流出該節(jié)點的代數(shù)和為零。即 ∑I=0。（2）基本霍夫電壓定律

在電路中任一閉合回路，電壓降的代數(shù)和為零。即 ∑U=0。

二、實驗目的

1、驗證基爾霍夫電流、電壓定律。加深對基爾霍夫定律的理解。

2、加深對電流、電壓參考方向的理解。

三、實驗過程

采用三組數(shù)據(jù)，實驗過程圖分別如下：

（1）

對點a：

KCL： 0.7498+1.499=2.2488≈2.249 A 對如圖標識大回路：

KVL：2.249+0.7498+2.998=5.9968≈6 V（2）

對點a：

KCL： 0.3999+0.7997=1.199≈1.200 A 對最大回路：

KVL：2.399+0.3999+3.199=5.9979≈6 V

（3）

對點a：

KCL： 0.2727+0.2727=0.5454=0.5454 A 對最大回路：

KVL：1.091+0.2730+4.636=6 = 6 V

四、實驗心得

驗證基爾霍夫定律是我的第一次實驗，也是第一次使用workbench，在尋找器件、研究電壓表電流表的正負極、連接節(jié)點方便遇到了很多困難，后來在向同學請教、百度搜索當中得到了解答，因此這次試驗鍛煉了我使用workbench的基本能力。

同時，在三組不同數(shù)據(jù)的測量中，通過電路圖可以看出，前兩組的電壓表沒有將最上側兩個電流表包括進去，因此，在數(shù)據(jù)驗證過程中，出現(xiàn)了前兩個組數(shù)據(jù)是約等于，雖然無限接近，誤差很小，但還是偏小，因為少算了電流表的電壓。因此可以得知，軟件中的電壓表電流表并不是理想元件。

第五篇：實驗一基爾霍夫定律的驗證

實驗一基爾霍夫定律的驗證

［實驗目的］

1、熟悉電路實驗柜中儀器儀表的使用

2、加深對基爾霍夫定律的理解

3、用實驗數(shù)據(jù)驗證基爾霍夫定律 ［實驗內容］

按照圖4所示實驗線路驗證KCL和KVL定律。

圖

4圖中E=10V為實驗臺上穩(wěn)壓電源的輸出電壓，實驗中調節(jié)好后，保持其10V不變。R1、R2、R3、R4、R5為固定電阻，實驗時各條支路電流和總電流用電流表測量，各元件上的電壓用電壓表測量，并將測量結果填入下列各表中。實驗結果：電流定律

實驗結果：電壓定律

［注意事項］

1、所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準，（電壓表比電源表盤精度高）

2、防止電源兩端碰線短路

3、若用電流表進行測量時要識別電流插頭所接電流表的“+、-”極性。倘若不換接極性，則電表指針可能反偏（電流為負值時）此時必須調換電流表極性，重新測量，此時指針正偏，但讀得的電流值必須冠以負號。

［實驗報告］

1.完成實驗測試數(shù)據(jù)列表；

2.根據(jù)基爾霍夫定律及電路參數(shù)計算出各支路電流及電壓；

3.計算結果與實驗結果進行比較，說明誤差原因；